届《步步高》高考生物一轮复习第8讲酶和ATP.docx

1、届步步高高考生物一轮复习第8讲酶和ATP第8讲酶和ATP考纲要求1.ATP在能量代谢中的作用()。2.酶在代谢中的作用()。3.实验：探究影响酶活性的因素。考点一聚焦酶的本质、作用和特性1酶的本质及生理功能化学本质绝大多数是蛋白质少数是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成场所核糖体细胞核(真核细胞)来源一般来说，活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都能产生酶作用场所细胞内外或生物体外均可生理功能具有生物催化作用作用原理降低化学反应的活化能2.酶的作用原理下图曲线表示在无酶催化条件和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程。(1)没有酶催化的反应曲线是。(2)有酶催化的反应曲线是。(3)AC段的含义是

2、在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能。(4)BC段的含义是酶降低的活化能。(5)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则B点在纵轴上将向上移动。3酶的特性(1)酶的高效性与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不能改变化学反应的平衡点。(2)酶的专一性加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶B对此反应无催化作用。加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶具有专一性。(3)酶的作用条件较温和在最适宜的温度、pH条件下，酶的活性最高，过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。一般在低温条件下，酶的活性降低，但不会失活。由低温恢

3、复到适宜温度时，酶活性可以恢复。下图为温度和pH对某种酶影响两曲线从甲和乙图可以看出：反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)，读图乙可知图甲中M点的温度可能介于3337之间，请在图甲中绘出pH8的变化曲线。提示类似于pH7的曲线，整体曲线比pH7的曲线低。4酶的本质及作用的实验验证(1)酶的化学本质的实验验证(2)酶的催化作用的实验验证思维诊断(1)用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是RNA聚合酶(2014福建，1B)()(2)酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸(2011天津，1A)()(

4、3)所有酶的合成都包括转录和翻译两个过程()(4)酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率(2011天津，1B)()(5)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸(2011海南，14D)()(6)高温、低温都使酶活性降低，二者的作用实质不同()(7)底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积而影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性()题组一分析酶的本质与作用120世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶，它由20%的蛋白质和80%的RNA组成。如果将这种酶中的蛋白质除去，并提高Mg2的浓度，他们发现留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，这一结果表明()ARNA具有生物催化作用

5、B酶是由RNA和蛋白质组成的C酶的化学本质是蛋白质D绝大多数的酶是蛋白质，少数是RNA答案A解析由题可知，除去RNaseP酶中的蛋白质，在提高Mg2的浓度的前提下，RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，说明起催化作用的不仅是这种蛋白质，其中的RNA也有催化作用。D项由于本题只说明了这种酶的催化成分是RNA，故不具有普遍性。2图示为木瓜蛋白酶和胃蛋白酶对抗体的消化作用，根据图示实验结果，不能得出的结论是()A胃蛋白酶能使抗体失活B抗体的化学本质是蛋白质C木瓜蛋白酶和胃蛋白酶的化学本质是蛋白质D胃蛋白酶催化抗体分解断裂的肽键数目多于木瓜蛋白酶答案C解析经木瓜蛋白酶或胃蛋白酶处理后，抗体中的部分化学

6、键断裂，进而导致抗体失活；根据酶的专一性可知，抗体的化学本质为蛋白质；本实验不能得出两种酶的化学本质是蛋白质的结论；从图中信息可知，胃蛋白酶催化抗体水解时断裂的肽键数较多。技法提炼用“二、一、一、一”巧记酶的概念题组二酶的作用机理与作用特性3下列有关酶的叙述中，正确的是()A酶的催化效率总是高于无机催化剂B酶提供使反应开始所必需的活化能C在叶绿体基质中不存在ATP合成酶D低温下酶的活性降低是因为酶的空间结构被破坏答案C解析酶的活性受温度、pH影响，所以酶的催化效率不总是高于无机催化剂，A项错误；酶的作用原理是降低化学反应所需的活化能，不是提供活化能，B项错误；低温使酶的活性降低，但并不破坏其空

7、间结构，D项错误；叶绿体基质是光合作用暗反应进行的场所，完成ATP水解过程，故C项正确。4图乙表示图甲的反应过程中有关物质浓度随时间变化的曲线，下列叙述正确的是()A图甲中物质a可以是麦芽糖也可以是乳糖，该过程为吸能反应B图甲中物质b能降低该化学反应的活化能，其化学本质与无机催化剂相同C图乙中若曲线表示不同温度下酶促反应速率，则曲线温度曲线温度曲线温度D图乙中若曲线表示不同酶浓度下酶促反应速率，则曲线酶浓度曲线酶浓度曲线酶浓度答案D解析据图甲可知，该物质由两个相同的基本单位组成，乳糖由一分子半乳糖和一分子葡萄糖组成，A项错误；b是酶，化学本质是蛋白质或RNA，B项错误；因为不确定该酶的最适温度

8、，故不能确定曲线的温度，C项错误。题组三影响酶促反应速率的因素5如图所示，曲线b表示在最适温度、最适pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析正确的是()A酶量是限制曲线AB段反应速率的主要因素B酶量减少后，图示反应速率可用曲线a表示C升高温度后，图示反应速率可用曲线c表示D减小pH，重复该实验，A、B点位置都不变答案B解析AB段随着反应物浓度升高，反应速率加快，限制因素是反应物的浓度，A项错误；酶量减少，在反应物浓度一定的条件下，反应速率下降，可用曲线a表示，B项正确；图中曲线b是在最适温度、最适pH下的曲线图，因此，升高温度，减小pH，酶活性下降，反应速率下降，应为曲线a，C、D

9、项错误。6下图是某研究小组利用过氧化氢酶探究H2O2分解条件而获得的实验结果。相关叙述错误的是()A图一可以得出酶具有高效性B图一bc段产生的原因可能是底物数量(浓度)有限C图二bc段产生的原因可能是过氧化氢酶数量(浓度)有限D图三可以得出pH越小或越大酶活性越高答案D解析图一表示过氧化氢酶比Fe3催化H2O2分解的效率高；图一bc段产生的原因是H2O2全部分解，随时间延长，O2产生量不再增加；图二bc段O2产生速率不再增加，是因为反应液中酶的数量有限；图三中纵坐标表示的是溶液中的H2O2量，H2O2量越多，表示酶的活性越低。归纳提升解读影响酶活性因素的相关曲线(1)温度和pH：在一定范围内，

10、随着温度(或pH)升高，酶的活性增强；超过最适温度(或最适pH)，随着温度(或pH)升高，酶的活性降低。低温和高温都能降低酶的活性，但低温不使酶失活，只起到抑制作用，高温能使酶(蛋白质类)变性而失去活性。过酸或过碱都会使酶失去活性。(2)底物浓度：在一定的底物浓度范围内，酶的催化速率随着底物浓度的增加而加快，达到一定浓度后因为酶的数量有限(所有酶都参加了反应)，反应速率变化不明显。(3)反应时间：酶有它的产生和消亡过程，当酶发挥作用一段时间后，由于钝化而使其活性降低，最终被分解。(4)酶的浓度：在一定范围内，随着酶浓度的增加，反应速率加快，之后由于底物有限，反应速率不再增加。题组四与酶有关的实

11、验设计7下列有关酶的实验设计思路，正确的是()A利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响B利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性C利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性D利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响答案C解析因为过氧化氢不稳定，在高温下会自行分解成水和氧气，从而不能正确表现酶活性；利用淀粉、蔗糖、淀粉酶验证酶的专一性，只能用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探究酶的专一性，不能用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被分解；胃蛋白酶的最适pH为1.5，验证pH对酶活性的影响应设置在最适pH左

12、右。特别提醒若选用淀粉、蔗糖、淀粉酶做酶的专一性实验，最好选用斐林试剂检测反应物是否被分解，一般不选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。另外，保证蔗糖的纯度和新鲜程度是实验成功的关键。8如下图所示的新鲜土豆片与H2O2接触后，产生的现象及推测错误的是()A若有气体大量产生，可推测新鲜土豆片中含有过氧化氢酶B若增加新鲜土豆片的数量，量筒中产生气体的速率加快C一段时间后气体量不再增加是因为土豆片的数量有限D为保证实验的严谨性，需要控制温度等无关变量答案C解析新鲜土豆片中含有过氧化氢酶，能催化过氧化氢分解产生氧气(气泡)。增加土豆片的数量即增加酶的含量，可使反应速率加快。一段时间后，因底物过氧化

13、氢全部被消耗分解掉，产生的氧气(气体)量不再增加。技法提炼与酶相关实验的解题技巧(1)认真审题，准确找出变量，围绕变量设置对照。如：探究酶作用的专一性时，应围绕底物或酶制剂设置变量。探究酶作用的高效性时，应围绕无机催化剂和酶制剂这一单一变量设置对照。探究温度(pH)对酶活性的影响时，应设置不同温度(pH)处理进行对照，并确保变量控制的有效性，即应在底物与酶混合之前，先进行同温处理(或先用pH缓冲液调节酶和底物的pH)，后混合酶和底物。(2)设置实验步骤时，应注意：根据试题要求，确定单一变量，依据实验变量进行合理分组。根据实验材料，结合实验原理，确定实验现象的观测手段。除单一变量外，确保其他实验

14、条件相同且适宜。合理确定操作程序，确保程序合理、表达准确。(3)环境因素对酶活性影响的实验设计案例设计思路：采取对比的手段，将待探究的环境因素施加到实验组上，将其与对照组比较，观察酶促反应速率的变化，就可确定该环境因素对酶活性的影响。设计方案：项目实验组对照组材料等量的同一种底物和等量的同种酶试剂待测的自变量蒸馏水或其他无关变量现象反应速率快或慢正常的反应速率结论反应速率快对酶活性有促进作用；反应速率慢对酶活性有抑制作用；反应速率没有变化无影响题组五酶的相关实验规范审答案例错因分析正确答案不理解因变量应如何观测试管中产生的气泡数量未审清“写出改进方案”的内涵再增加丙试管，第二步换为1 mL蒸馏

15、水，第三步不做处理，其他步骤不变未审清实验类型，结果要与结论对应甲、乙、丙三支试管中产生的气泡量不同，则过氧化氢酶的活性受pH影响甲、乙、丙三支试管中产生气泡量基本一样，则过氧化氢酶的活性不受pH影响答题不规范冷藏考点二ATP的结构、功能和利用1结构简式APPP，其中“A”代表腺苷，“”代表高能磷酸键。2结构示意图由结构式可看出，ATP的结构特点可用“一、二、三”来总结，即一个腺苷、二个高能磷酸键、三个磷酸基团。3ATP与ADP相互转化的反应式ATPADPPi能量。4ATP的主要功能细胞内的一种高能磷酸化合物，是细胞生命活动所需能量的直接来源。5ATP的主要来源(1)动物、人、真菌和大多数细菌

16、的呼吸作用。(2)绿色植物的呼吸作用和光合作用。6ATP与ADP的相互转化ATP的合成ATP的水解反应式ADPPi能量ATPATPADPPi能量所需酶ATP合成酶ATP水解酶能量来源光能(光合作用)，化学能(细胞呼吸)储存于高能磷酸键中的能量能量去路储存于形成的高能磷酸键中用于各项生命活动反应场所细胞质基质、线粒体、叶绿体生物体的需能部位思维诊断(1)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应(2014新课标，1C)()(2)线粒体内膜上不能合成ATP(2012北京，1A)()(3)无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源(2008广东，4A)()(4)人在饥饿时，细胞中ATP与AD

17、P的含量难以达到动态平衡(2008天津，6)()(5)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会同时发生ATP的合成与分解(2013四川，1C)()(6)活细胞内ATP与ADP的转化只能单向进行(2014四川，1D)()题组一ATP的结构与功能1当你品尝各种美味佳肴时，你可能不得不感谢三磷酸腺苷(ATP)这种化学物质。新的研究显示，ATP这种传统上与细胞能量供应相关的物质在把食物的味道信息传递给大脑的过程中起到了关键的作用。据以上信息我们不能推出的结论是()AATP与能量供应相关B作为信息分子的ATP不能提供能量CATP也可作为信息传递分子D神经细胞膜外表面可能有ATP的受体答案B解析ATP能把

18、食物的味道信息传递给大脑，说明ATP也可作为信息传递分子，在神经细胞膜外表面可能有ATP的受体；ATP与能量代谢有关。2(2012北京，1)细胞中不能合成ATP的部位是()A线粒体的内膜B叶绿体中进行光反应的膜结构C内质网的膜D蓝藻(蓝细菌)中进行光反应的膜结构答案C解析在线粒体内膜上会发生有氧呼吸的第三阶段，产生大量的ATP；光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，结果产生ATP和H；蓝藻(蓝细菌)虽然没有叶绿体，但有叶绿素等，其进行光反应的膜结构上也会产生暗反应所需的ATP和H；而选项C中的内质网是由膜连接而成的网状结构，是细胞内蛋白质合成和加工以及脂质合成的车间，ATP不属于蛋白质和脂质，因此

19、内质网的膜与ATP合成无关。3下图表示ATP水解产生ADP的过程。请据图回答下列问题：(1)图中A表示 ，P代表 ，ATP脱去两个磷酸基团后可作为 (物质)基本结构单位的一种。(2)图中表示 ，其中蕴藏着 。(3)图中表示 的过程，其作用是 。(4)催化该过程的酶与催化ATP生成的酶 (“是”或“不是”)同一种酶，高等植物细胞内ATP在 部位生成。答案(1)腺苷磷酸基团RNA(2)高能磷酸键大量化学能(3)高能磷酸键水解释放能量为生命活动提供能量(4)不是叶绿体类囊体的薄膜、细胞质基质和线粒体解析(1)由ATP的结构简式可知，A表示腺苷、P表示磷酸基团、代表高能磷酸键，ATP水解掉两个高能磷酸

20、键后形成的腺嘌呤核糖核苷酸可作为形成RNA的原料。(2)高能磷酸键中蕴藏有大量能量。(3)高能磷酸键水解时，可释放大量能量供生命活动所需。(4)催化ATP水解与生成的酶不同，在植物细胞中ATP的生成部位是叶绿体类囊体的薄膜、细胞质基质和线粒体。归纳提升ADP与ATP形成的场所及相关生理过程转化场所相关生理过程ATP形成细胞质基质有氧呼吸的第一阶段和无氧呼吸线粒体有氧呼吸的第二、三阶段叶绿体类囊体的薄膜光合作用的光反应阶段ADP形成(ATP水解)叶绿体基质光合作用的暗反应阶段细胞膜等生物膜物质跨膜运输(除被动运输)细胞核核酸合成的过程中细胞质蛋白质、多糖等的合成及各种耗能过程题组二ATP与DNA

21、、RNA的组成比较4下图是人体细胞代谢部分简图。图中甲表示ATP，下列有关叙述错误的是()A甲乙丙丁过程中，起催化作用的酶空间结构不同B丙是RNA的基本组成单位之一C丁由腺嘌呤和核糖组成，而戊可用于甲的合成D在红细胞吸收葡萄糖时，细胞中乙的含量会显著增加答案D解析甲乙丙丁表示ATP的逐步水解，每一次水解反应的酶都不同，故A正确；丙为AP，A是腺苷，由1分子核糖和1分子腺嘌呤构成，加上1分子磷酸，构成1分子腺嘌呤核糖核苷酸，故B正确；丁表示腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，戊表示磷酸，是ATP的组成成分，故C正确；红细胞吸收葡萄糖为协助扩散，不需要消耗ATP，故乙(ADP)的含量不会显著增加，故D错。5

22、在下列几种化合物的化学组成中，“”中所对应的含义最接近的是()A和 B和C和 D和答案D解析根据题意知“”中所对应的含义分别为：一磷酸腺苷AMP，腺嘌呤，DNA分子上的腺嘌呤脱氧核苷酸，RNA分子上的腺嘌呤核糖苷酸，腺苷，腺苷。归纳提升ATP、DNA、RNA中“A”含义的比较ATP中的A为腺苷(由腺嘌呤和核糖组成)，DNA分子中的A为腺嘌呤脱氧核苷酸，RNA分子中的A为腺嘌呤核糖核苷酸，核苷酸中的A为腺嘌呤。可见，它们的共同点是都含有腺嘌呤。考点三(实验)探究影响酶活性的因素1实验原理(1)探究温度对酶活性的影响反应原理：淀粉麦芽糖 蓝色无蓝色出现鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解

23、，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。(2)探究pH对酶活性的影响反应原理(用反应式表示)：2H2O2过氧化氢酶,2H2OO2。鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成量，可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验O2产生量的多少。2实验步骤(1)温度对酶活性的影响步骤实验操作内容试管1试管2试管31加入等量可溶性淀粉溶液2 mL2 mL2 mL2控制不同温度条件60 热水(5分钟)沸水(5分钟)冰块(5分钟)3加等量新鲜淀粉酶溶液1 mL(5分钟)1 mL(5分钟)1 mL(5分钟)4加等量碘液2滴2滴2滴5观察实验现象不出现蓝色(呈现碘液颜色)蓝色蓝色结论温度能影响酶的活性

24、(2)pH对酶活性的影响步骤实验操作内容试管1试管2试管31注入等量过氧化氢酶溶液2滴2滴2滴2注入不同pH的溶液1 mL蒸馏水1 mL 5%的HCl1 mL 5%的NaOH3注入等量3%的H2O2溶液2 mL2 mL2 mL4观察现象有大量气泡产生无气泡产生无气泡产生结论pH能影响酶的活性深度思考(1)在探究影响酶活性的条件时如何表示酶活性大小？提示通常以单位时间内底物的消耗量或产物的生成量来表示。(2)为什么不用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响？提示过氧化氢酶催化的底物是H2O2，H2O2在高温时分解，这样实验中就存在两个变量，使实验结果受到干扰。(3)在探究温度对酶活性的影响实验中，能否

25、用斐林试剂来检测实验产物？提示不能。斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才有砖红色沉淀生成，而该实验需严格控制不同的温度。(4)试分析在探究温度和pH对酶活性的影响实验时，能否先将酶和反应物混合后再分别放置在不同条件下处理(即将两个实验步骤中的2、3顺序颠倒)。提示不能。因为酶具有高效性，把酶和反应物混合后就会立即发生催化反应。题组一温度、pH对酶活性影响的实验原理与结果分析1在下列实验中，试管内容物一定变成蓝色的是()试管号试管内容物条件检验12 mL糨糊2 mL纯唾液37 ，10 min3滴碘液22 mL糨糊2 mL清水37 ，10 min3滴碘液32 mL糨糊2 mL稀释10倍的唾液37

26、，10 min3滴碘液42 mL糨糊2 mL纯唾液0 ，10 min3滴碘液52 mL糨糊2 mL纯唾液2滴浓HCl37 ，10 min3滴碘液A.1、2、3 B2、3、4C3、4、5 D2、4、5答案D解析1、3号试管中糨糊被唾液中的唾液淀粉酶分解，加入碘液不会变蓝；2号试管中加入清水，淀粉不会被分解，加入碘液变蓝；4号试管在0 条件下，淀粉酶活性较低，淀粉几乎不被分解，加入碘液变蓝；5号试管中淀粉酶在强酸的作用下失活，淀粉不被分解，加入碘液变蓝。2下列有关探究温度、pH对酶活性影响的实验设计合理的是()试验编号探究课题选用材料与试剂温度对酶活性的影响过氧化氢溶液、新鲜的肝脏研磨液温度对酶活

27、性的影响新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液pH对酶活性的影响新制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液pH对酶活性的影响新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林试剂A.实验 B实验 C实验 D实验答案B解析过氧化氢受热会加快分解，不宜用于探究温度对酶活性的影响；溶液的pH会影响淀粉的水解，并且碘液可与碱反应，斐林试剂可与酸反应，不宜用淀粉酶探究pH对酶活性的影响；因此一般用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响，用淀粉酶探究温度对酶活性的影响。题组二确定酶的最适温度和pH3下表是探究温度对纤维素酶活性影响的实验设计及结果：试管纤维素悬液(mL)222纤维素酶液(mL)111反应温度()304050斐林

28、试剂(mL)222砖红色深浅根据以上实验设计及结果，以下说法不正确的是()A该实验的自变量为温度B该实验检测的因变量是还原糖的生成量C纤维素被水解成了还原糖D该纤维素酶的最适温度为40 答案D解析由表格数据可看出，温度设置只有3个不同温度，无法判断该纤维素酶的最适温度。4下表是与酶有关的实验设计，请据表回答问题：试管编号体积分数为3%的H2O2溶液温度加入试剂实验结果12 mL25 不加任何试剂22 mL25 2滴质量分数为3.5%的FeCl3溶液32 mL25 2滴质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液注：“”的数量代表单位时间内产生气泡的多少。(1)比较1号和3号试管，说明 。(2)2号和3号试管出现不同结果的原因是 ，该组实验的自变量是 。(3)如果将3号试管的温度降低到5 ，产生的气泡数量将 ，原因是 。(4)过氧化氢酶的最